利用大功率數(shù)字源表構(gòu)建多源測(cè)量單元（SMU）系統(tǒng)-連載三

儀器連接

待測(cè)器件(DUT)與儀器的連接對(duì)于獲得有意義的結(jié)果是至關(guān)重要的。在使用吉時(shí)利8010型大功率測(cè)試夾具時(shí)，利用吉時(shí)利公司提供的電纜連接儀器直截了當(dāng)。關(guān)于連接圖，請(qǐng)參見(jiàn)本文件中“系統(tǒng)實(shí)例”部分的圖22。如果要連接到探測(cè)器或定制夾具，請(qǐng)牢記下面這些指南:

為大電流測(cè)試選擇最佳電纜

確保測(cè)試期間使用的電纜符合測(cè)試系統(tǒng)最大電流額定值。在功率器件開(kāi)啟狀態(tài)特性分析期間經(jīng)常遇到大電流、低壓測(cè)試，要使用能夠?qū)崿F(xiàn)這類測(cè)試所需性能的電纜。

在大電流測(cè)試時(shí)，要注意引線電阻和引線電感，以避免電壓源和測(cè)量誤差。

引線電阻

有些功率器件的導(dǎo)通電阻阻值在幾個(gè)毫歐。因此，引線電阻與待測(cè)參數(shù)可能在同一數(shù)量級(jí)。當(dāng)施加大電流時(shí)，這些阻值不大的引線電阻可能帶來(lái)電壓誤差。在電壓測(cè)量中的很小偏移或噪聲，也可能給導(dǎo)通電阻測(cè)試結(jié)果帶來(lái)很大的誤差。

注意在圖1中MOSFET器件的導(dǎo)通電阻測(cè)量實(shí)例，它給出儀器配置。圖2說(shuō)明引線電阻相對(duì)器件電阻有多大，以及引線電阻如何帶來(lái)80%的測(cè)量誤差。

為了消除誤差，可以在電壓測(cè)量中使用單線電纜，參見(jiàn)圖3；使用額外電纜將待測(cè)器件連接到儀器的檢測(cè)端口。測(cè)試電流通過(guò)一組電纜，并對(duì)通過(guò)檢測(cè)線路的電壓進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)線路中幾乎沒(méi)有電流通過(guò)。

在大電流測(cè)試中，為了對(duì)低電壓和低電阻進(jìn)行精確測(cè)量，必須采用4線連接——又稱作開(kāi)爾文連接。為了保持良好的測(cè)量，必須監(jiān)控力引線電阻，以避免力引線和檢測(cè)引線之間的最大電壓降超過(guò)源測(cè)量單元（SMU）的性能指標(biāo)。

圖1 功率MOSFET導(dǎo)通電阻測(cè)試的典型儀器配置

圖 2 相對(duì)待測(cè)器件電阻而言，引線電阻較大。由于電壓測(cè)量是在二線配置中的儀器輸出端口進(jìn)行的，因此，測(cè)量結(jié)果包括測(cè)試引線電阻與待測(cè)器件電阻的總和。

圖 3 使用單獨(dú)測(cè)試引線將待測(cè)器件連接至儀器檢測(cè)端口。在這種情況下，測(cè)得的電壓只是通過(guò)器件的電壓。作為結(jié)果的電阻測(cè)量將是對(duì)待測(cè)器件電阻的真正測(cè)量。

引線電感

當(dāng)短時(shí)間內(nèi)電流變化較大時(shí)，額外電感將導(dǎo)致電壓過(guò)沖(V =L[di/dt])。對(duì)于脈沖測(cè)試來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)尤為重要，此時(shí)dt可能很小。為了使待測(cè)器件獲得期望電壓，額外電感需要儀器施加更多的電壓。

吉時(shí)利2651A-KIT-1型電纜具有低電阻和低電感，被推薦與2651A大功率系統(tǒng)數(shù)字源表一起使用。